INTERRUPTORES ELECTRICOS

Un interruptor eléctrico, en su acepción más básica, es un dispositivo que permite desviar o interrumpir el curso de una corriente eléctrica. En el mundo moderno sus tipos y aplicaciones son innumerables, van desde un simple interruptor que apaga o enciende una bombilla, hasta un complicado selector de transferencia automático de múltiples capas, controlado por computadora.

Su expresión más sencilla consiste en dos contactos de metal inoxidable y el actuante. Los contactos, normalmente separados, se unen mediante un actuante para permitir que la corriente circule. El actuante es la parte móvil que en una de sus posiciones hace presión sobre los contactos para mantenerlos unidos.

MATERIALES.

De la calidad de los materiales empleados para hacer los contactos dependerá la vida útil del interruptor. Para la mayoría de los interruptores domésticos se emplea una aleación de latón (60% cobre, 40% zinc). Esta aleación es muy resistente a la corrosión y es un conductor eléctrico apropiado. El aluminio es también buen conductor y es muy resistente a la corrosión.

En los casos donde se requiera una pérdida mínima se utiliza cobre puro por su excelente conductividad eléctrica. El cobre bajo condiciones decondensación puede formar óxido de cobre en la superficie interrumpiendo el contacto.

Para interruptores donde se requiera la máxima confiabilidad se utilizan contactos de cobre pero se aplica un baño con un metal más resistente al óxido como lo son el estaño, aleaciones de estaño/plomo, níquel, oro o plata. La plata es de hecho mejor conductor que el cobre y además el óxido de plata conduce electricidad

CLASIFICACIÓN DE INTERRUPTORES.

Actuantes

Los actuantes de los interruptores pueden ser normalmente abiertos, en cuyo caso al accionarlos se cierra el circuito o normalmente cerrados en cuyo caso al accionarlos se abre el circuito.

Pulsadores

También llamados interruptores momentáneos. Este tipo de interruptor requiere que el operador mantenga la presión sobre el actuante para que los contactos estén unidos. Un ejemplo de su uso lo podemos encontrar en los timbres de las casas o apartamentos.

Cantidad de polos

Interruptor de doble polo

Son la cantidad de circuitos individuales que controla el interruptor. Un interruptor de un solo polo como el que usamos para encender una lámpara. Los hay de 2 o más polos. Por ejemplo si queremos encender un motor de 220 voltios y a la vez un indicador luminoso de 12 voltios necesitaremos un interruptor de 2 polos, un polo para el circuito de 220 voltios y otro para el de 12 voltios.

Cantidad de vías (tiros)

Es la cantidad de posiciones que tiene un interruptor. Nuevamente el ejemplo del interruptor de una sola vía es el utilizado para encender una lámpara, en una posición enciende la lámpara mientras que en la otra se apaga.

Interruptor de doble vía

Los hay de 2 o más vías. Un ejemplo de un interruptor de 3 vías es el que podríamos usar para controlar un semáforo donde se enciende una bombilla de cada color por cada una de las posiciones o vías.

Combinaciones

Se pueden combinar las tres clases anteriores para crear diferentes tipos de interruptores. En el gráfico inferior podemos ver un ejemplo de un interruptor DPDT.

Interruptor de doble polo y doble vía

TIPOS DE INTERRUPTORES ELÉCTRICOS.

Interruptores Termomagnéticos.

Es un medio de protección y desconexión a base de elementos mecánicos termomagnéticos de fácil accionamiento y de rápida respuesta a la falla eléctrica, ensamblados a una caja moldeada. Los interruptores termomagnéticos más comerciales son los de uno y dos polos, de un rango de 15 a 20 amperes y son utilizados para todo tipo de servicios de instalaciones eléctricas, principalmente de uso doméstico y comercial. Los rango de 60 a 100 A de uno y dos polos así como los de tres polos en toda su gama, y los de mayor capacidad de amperaje son utilizados en zonas con mayor demanda de carga eléctrica para uso residencial, comercial e industrial.

Estos interruptores protegen contra sobrecargas de las instalaciones de cableado en edificios. Actúan con un porcentaje por encima de la corriente nominal por acción térmica o por acción de una sobrecarga de varias veces la corriente nomina por acción magnética. Están capacitados para abrir el circuito en el caso de una corriente de varios cientos de veces la corriente nominal (cortocircuito).

Funcionamiento.

Al circular la corriente por el electroimán, crea una fuerza que, mediante un dispositivo mecánico adecuado (M), tiende a abrir el contacto C, pero sólo podrá abrirlo si la intensidad I que circula por la carga sobrepasa el límite de intervención fijado.

Este nivel de intervención suele estar comprendido entre 3 y 20 veces la intensidad nominal (la intensidad de diseño del interruptor magnetotérmico) y su actuación es de aproximadamente unas 25 milésimas de segundo, lo cual lo hace muy seguro por su velocidad de reacción.

Esta es la parte destinada a la protección frente a los cortocircuitos, donde se produce un aumento muy rápido y elevado de corriente.

La otra parte está constituida por una lámina bimetálica (representada en rojo) que, al calentarse por encima de un determinado límite, sufre una deformación y pasa a la posición señalada en línea de trazos lo que, mediante el correspondiente dispositivo mecánico (M), provoca la apertura del contacto C.

Esta parte es la encargada de proteger de corrientes que, aunque son superiores a las permitidas por la instalación, no llegan al nivel de intervención del dispositivo magnético. Esta situación es típica de una sobrecarga, donde el consumo va aumentando conforme se van conectando aparatos.

Ambos dispositivos se complementan en su acción de protección, el magnético para los cortocircuitos y el térmico para las sobrecargas. Además de esta desconexión automática, el aparato está provisto de una palanca que permite la desconexión manual de la corriente y el rearme del dispositivo automático cuando se ha producido una desconexión. No obstante, este rearme no es posible si persisten las condiciones de sobrecarga o cortocircuito.

Incluso volvería a saltar, aunque la palanca estuviese sujeta con el dedo, ya que utiliza un mecanismo independiente para desconectar la corriente y bajar la palanca.

El dispositivo descrito es un interruptor magnetotérmico unipolar, por cuanto sólo corta uno de los hilos del suministro eléctrico. También existen versiones bipolares y para corrientes trifásicas, pero en esencia todos están fundados en los mismos principios que el descrito.

Se dice que un interruptor es de corte omnipolar cuando interrumpe la corriente en todos los conductores activos, es decir las fases y el neutro si está distribuido.

Las características que definen un interruptor termomagnético son el amperaje, el número de polos, el poder de corte y el tipo de curva de disparo (B,C,D,MA).

Interruptores Térmicos.

Estos interruptores igualmente protegen contra sobrecargas de las instalaciones de cableado en edificios, pero solo actúan con un porcentaje por encima de la corriente nominal por acción térmica. Están capacitados para abrir el circuito en el caso de una corriente de varios cientos de veces la corriente nominal (cortocircuito). Debido a que solo actúan por acción térmica, no son usados con frecuencia en instalaciones eléctricas, por lo que solo vamos a hablar de interruptores termomagneticos.

Estos interruptores se utilizan principalmente para proteger el motor del refrigerador de una sobre intensidad, producida muchas veces por la prolongada conexión del bobinado de arranque, por exceso de refrigerante o por cortocircuito.

Estos interruptores están conformados por un elemento térmico compuesto de una hoja bimetálica calentada indirectamente por una resistencia en serie sobre el circuito del bobinado de marcha. Este dispositivo de acción temporizada provoca el corte de la corriente, en caso de sobrecarga. Estos interruptores no son regulables, se los elige para una intensidad, o potencia determinada.

Su funcionamiento se basa en dos de los efectos producidos por la circulación de corriente eléctrica en un circuito: el magnético y el térmico (efecto Joule). El dispositivo consta, por tanto, de dos partes, un electroimán y una lámina bimetálica, conectadas en serie y por las que circula la corriente que va hacia la carga.

No se debe confundir con un interruptor diferencial o disyuntor.

Al igual que los fusibles, los interruptores magnetotérmicos protegen la instalación contra sobrecargas y cortocircuitos.

Clasificación.

a) Por capacidad de cortocircuito nominal:

1.500 – 3.000 – 4.500 – 6.000 -10.000 – 15.000 – Amper.

Los más utilizados en instalaciones domiciliarias son los de 3.000 Amper. Debe conocerse la corriente presunta por cortocircuito para establecer si 3000 Amper son suficiente.

b) Por desconexión instantánea:

Tipo GamaB Mayor de 3In hasta e incluyendo 5InC Mayor de 5In hasta e incluyendo 10InD Mayor de 10In hasta e incluyendo 20In

La Norma Iram 2169 está actualizada y se basa en la IEC 898 de 1988, esta norma contiene las exigencias a que se ve sometido un termomagnético en una casa domiciliaria y que son cortocircuitos de valores no mayores de 500A provocados generalmente por fallas de electrodomésticos.

Interruptor Diferencial. (FABIOLA)

Es un dispositivo electromecánico que se coloca en las instalaciones eléctricas con el fin de proteger a las personas de las derivaciones causadas por faltas de aislamiento entre los conductores activos y tierra o masa de los aparatos.

En esencia, el interruptor diferencial consta de dos bobinas, colocadas en serie con los conductores de alimentación de corriente y que producen campos magnéticos opuestos y un núcleo o armadura que mediante un dispositivo mecánico adecuado puede accionar unos contactos.

Estos interruptores protegen contra las fugas de corrientes que pueden producirse a través de las masas metálicas de los aparatos (normalmente aisladas) y que por una falla de aislación del equipo, producto o instalación, derivan a tierra. Esta derivación a tierra de la corriente puede lograrse a través de un conductor de protección conectado entre la masa y tierra o lamentablemente a través de las personas si aquella conexión a tierra no se realizara.

E interruptor diferencial actúa por la diferencia de corriente entre el polo de entrada y de salida del circuito, diferencia que es la corriente de falla o derivación a tierra.

La norma IRAM y el reglamento de la AEA no permiten la utilización de interruptores diferenciales de accionamiento electrónico.

Los valores apropiados de corrientes diferenciales son: Para usos domiciliarios-oficinas de 30mA – 30m seg.

Nota: Tanto en los interruptores termomagnéticos como diferenciales deben usarse productos que tengan sello de calidad de un organismo de certificación reconocido.

Sellos PaísIRAM ArgentinoAENOR EspañolIMQ ItalianoAFNOR FrancésVDE AlemánBS InglésJIS JaponésKEMA HolandésUL NorteamericanoUNIT UruguayInmetro Brasil

Especificaciones Generales.

Se utiliza para proteger a las personas contra los efectos de contactos eléctricos directos e indirectos.

Contactos directos: actúa como protección complementaria y no excluye todas las otras protecciones como obstáculos, recubrimientos, distancias aislantes que siempre deben hacerse.

Contactos indirectos: Es una solución óptima ya que con una puesta a tierra de las masa metálicas de 5 a 10ohms, con los valores de corriente de fuga a tierra de 30mA, interrumpen el circuito. Debe usarse el tipo electromagnético, no el electrónico que cuando se interrumpe el neutro, no actúa y deja polarizada toda la instalación.

La forma de identificar si el diferencial es electrónico es:

1. Interrumpir la alimentación del neutro.2. Entre la salida del vivo alimentado y tierra (caja de paso o borne de tierra del

tomacorriente), a través de una lámpara de 40 o 60W, comprobar su funcionamiento, si no actúa es electrónico.

Si un diferencial es de I diferencial = 0,030ª significa que puede actuar entre:

Límite inferior: No actúa por debajo de 15mA Límite superior: I3n = 0,030ª

Se debe garantizar 100% en > = 0,030ª (tiempo de disparo ideal no superar los 30mseg = 0,03seg)

Nota: tiene un botón de prueba (test) que accionando una vez por mes comprueba que el mecanismo está correcto. De no hacerlo al cabo de un par de años puede no disparar.

Los ensayos de vida garantizan:

1. Apertura por Id de 500ª con disparos contra 30ºE de la onda de tensión.2. 10.000 accionamientos por IDN.3. 28 días en cámara de humedad 95%.4. Prueba de botón de test

Debe protegerse el diferencial de los cortocircuitos por medio e una termomagnética de intensidad de arga igual o fusibles.

a. Existen diferenciales de 300 y 500mA para uso industrial.b. Existen diferenciales de 30mA que actúan instantáneos, dentro de los 20mseg

(1 onda en F = 50 c/s).c. Existen diferenciales de 30mA para corriente pulsante y contra descarga de

tipo atmosférico.d. Existen diferenciales de 10mA p/hidromasajes.

Nota: Toda esta gama de diferenciales mencionados permite hacer una selectividad por tiempo y corriente.

Marcado.

a. In Corriente Nominal (A)b. I Corriente Diferencial de funcionamiento: 0,030 (A)c. In Corriente Diferencial de no funcionamiento: 0,015 (A)d. Característica del dispositivo de protección contra cortocircuito.

e. Una tensión nominal.f. Fabricante/País.

Breaker.

La utilización de este término puede variar en distintas regiones para referirse a interruptores automáticos accionados por sobrecargas de un circuito o para interruptores automáticos accionados por pérdidas de energía fuera del circuito.

Un breaker  es un aparato capaz de interrumpir o abrir un circuito eléctrico cuando la intensidad de la corriente eléctrica que por él circula excede de un determinado valor o, en el que se ha producido uncortocircuito, con el objetivo de no causar daños a los equipos eléctricos. A diferencia de los fusibles, que deben ser

25A Fusible 80A40A Fusible 80A63A Fusible 100A80A Fusible 100A

reemplazados tras un único uso, el disyuntor puede ser rearmado una vez localizado y reparado el daño que causó el disparo o desactivación automática.

Se fabrican breaker de diferentes tamaños y características lo cual hace que sea ampliamente utilizado en viviendas, industrias y comercios.

Características

Los parámetros más importantes que definen un disyuntor son:

Calibre o corriente nominal: Corriente de trabajo para la cual está diseñado el dispositivo. Existen desde 5  A hasta 64 A.

Tensión de trabajo: Tensión para la cual está diseñado el disyuntor. Existen monofásico (230 V) o trifásico (400 V).

Poder de corte: Intensidad máxima que el disyuntor puede interrumpir. Con mayores intensidades se pueden producir fenómenos de arco voltaico, fusión y soldadura de materiales que impedirían la apertura del circuito.

Poder de cierre: Intensidad máxima que puede circular por el dispositivo en el momento de cierre sin que éste sufra daños por choque eléctrico.

Número de polos: Número máximo de conductores que se pueden conectar al interruptor automático. Existen de uno, dos, tres y cuatro polos.

Funcionamiento.

Dispositivo térmico.

Presente en los disyuntores térmicos y magnetotérmicos. Está compuesto por un bimetal calibrado por el que circula la corriente que alimenta la carga. Cuando ésta es superior a la intensidad para la que está construido el aparato, se calienta, se va dilatando y provoca que el bimetal se arquee, con lo que se consigue que el interruptor se abra automáticamente. Detecta las fallas por sobrecarga.

Está conformado de un solenoide o electroimán, cuya fuerza de atracción aumenta con la intensidad de la corriente. Los contactos del interruptor se mantienen en contacto eléctrico por medio de un pestillo, y, cuando la corriente supera el rango permitido por el aparato, el solenoide libera el pestillo, separando los contactos por medio de un resorte. Algunos tipos de interruptores incluyen un sistema hidráulico de retardo, sumergiendo el núcleo del solenoide en un tubo relleno con un líquido viscoso. El núcleo se encuentra sujeto con un resorte que lo mantiene desplazado con respecto al solenoide mientras la corriente circulante se mantenga por debajo del valor nominal del interruptor. Durante una sobrecarga, el solenoide atrae al núcleo a través del fluido para así cerrar el circuito magnético, aplicando fuerza suficiente

como para liberar el pestillo. Este retardo permite breves alzas de corriente más allá del valor nominal del aparato, sin llegar a abrir el circuito, en situaciones como por ejemplo, arranque de motores. Las corrientes de cortocircuito suministran la suficiente fuerza al solenoide para liberar el pestillo independientemente de la posición del núcleo, evitando, de este modo la apertura con retardo. La temperatura ambiente puede afectar en el tiempo de retardo, pero no afecta el rango de corte de un interruptor.

Dispositivo Magnético.

Presente en los disyuntores magnéticos y magnetotérmicos, lo forma una bobina, un núcleo y una parte móvil. La intensidad que alimenta la carga atraviesa dicha bobina, y en el caso de que ésta sea muy superior a la intensidad nominal del aparato, se crea un campo magnético que es capaz de arrastrar a la parte móvil y provocar la apertura del circuito de forma casi instantánea. Detecta las fallas por cortocircuito que pueda haber en el circuito eléctrico.

Bajo condiciones de cortocircuito, circula una corriente muchísimo mayor que la corriente nominal; cuando un contacto eléctrico abre un circuito en donde hay gran flujo de corriente, generalmente se produce un arco eléctrico entre dichos contactos ya abiertos, que permite que la corriente siga circulando. Para evitarlo los interruptores incorporan características para dividir y extinguir el arco eléctrico. En pequeños interruptores se implementa una cámara de extinción del arco, la cual consiste en varias placas metálicas o crestas de material cerámico, que ayudan a bajar la temperatura del arco. El arco es desplazado hasta esta cámara por la influencia de una bobina de soplado magnético. En interruptores de mayor tamaño, como los utilizados en subestaciones eléctricas se usa el vacío, gases inertes como elhexafluoruro de azufre o aceite para hacer más débil el arco.

La capacidad de ruptura o poder de corte de un interruptor es la máxima corriente de cortocircuito que es capaz de interrumpir con éxito sin sufrir daños mayores. Si la corriente de cortocircuito se establece a un valor superior al poder de corte de un interruptor, éste no podrá interrumpirla, y se destruirá.

Los pequeños interruptores pueden ser instalados directamente junto al equipo a proteger, aunque generalmente se disponen en un tablero diseñado para tal fin. Los interruptores de potencia se emplazan en gabinetes o armarios eléctricos, mientras que los de alta tensión se pueden ubicar al aire libre.

CARACTERISTICAS E INSTALACIONES GRAFICAS.

El interruptor diferencial, que algunos denominan “salvavidas” es un interruptor electromecánico especial que, gracias a su dispositivos internos, tiene la capacidad de detectar la diferencia entre la corriente absorbida por un aparato consumidor y la de retorno. Cuando esta diferencia supera un valor (en general 30mA), el dispositivo interrumpe el circuito, cortando el suministro de corriente.

Con el interruptor diferencial podemos interrumpir el suministro de energía eléctrica cuando esta se deriva a una persona en una cantidad superior a 30mA, evitando que esta corriente aumente y ponga en peligro la vida. Por esta razón es muy recomendable el tenerlo en toda la instalación eléctrica, siendo obligatoria en toda instalación nueva.

Los interruptores diferenciales están provistos por un pulsador, que usando se aprieta provoca un desequilibrio de corriente de 30mA, que sirve para un control intermitente de su eficacia. Se recomienda pulsarlos una vez al mes.

Si con una parte del cuerpo se roa el conducir de fase y con otra el neutro, la corriente que atraviesa el cuerpo recorre en igual cantidad ambos conductores y, por tanto, el interruptor diferencia no tiene porqué intervenir, en cambio, sí que intervendrá cuando se halle en presencia de una simple dispersión de corriente (siempre y cuando corresponda a un valor superior al graduado) determinada por una diferencia de aislamiento de la instalación o de un aparato conectado a ella.

Si la dispersión es ocasional (como la debida a un caso accidental d humedad excesiva) la intervención intermitente del diferencial no permitirá la localización de su origen. Pero si se repite la circunstancia, se puede intentar su localización desenchufando todos los aparatos que tienen, conectándolos luego de uno en uno, hasta provocar el salto del interruptor diferencial. Montaje del interruptor después de desconectar el interruptor limitador anexo al contador, se desempalman los conductores que salen del interruptor general.

El interruptor diferencial se aloja dentro del cuadro. A la salida el interruptor diferencial se empalman los conductores de la instalación que antes estaban conectados al interruptor general.

Luego, se empalman los terminales de los cables que van de la salida del interruptor general a la entrada del interruptor diferencial.

A la salida del interruptor diferencial se empalman los conductores de las instalaciones que antes estaban conectados al interruptor general.

El cuadro se tapa con su papel frontal que impide que se pueda producir un contacto accidental con el exterior.

En la mayoría de los interruptores diferenciales suele haber un pulsador que simula una fuga hacia tierra y que sirve para comprobar si éste funciona correctamente.

SIMBOLOGÍA DE INTERRUPTORES

Simbología Descripción Simbología

Interruptor abiertoSímbolo genérico

Interruptor cerrado

Interruptor con retardo al abrir

Interruptor con retardo al abrir y al cerrar

Interruptor con retardo al abrir

Interruptor con retardo al abrir y al cerrar

Interruptor deble - bipolar Interruptor deble – bipolarUno cierra antes que el otro

Interruptor fin de carrera Interruptor fin de carrera doble

Cuando uno cierra otro abre

Interruptor de horarioTemporizador

Interruptor térmico

Interruptor térmico abierto Interruptor térmico cerrado

Interruptor de nivel de un fluido

Interruptor diferencial

Interruptor magnetotérmico Limitador

DIP  (Dual in-line Package)Interruptores encapsulados

Ej: 3 interruptores

Limitador electrónico

DIP  (Dual in-line Package)Interruptores encapsulados

Ej: 4 interruptores

Interruptor con lámpara de neón incorporada

Interruptor de mercurioDetector de inclinación

Cebador

Selector Contacto accionado por un contador de impulsos

Interruptor accionado porel pie

Interruptor de horarioTemporizador 

INTERRUPTORES INDUSTRIALES.

TIPO AMPERAJE CAPACIDAD DE INTERRUCION (KA)

120 V 240 V 277 V 480 V

INTERRUPTORES EN CAJA MOLDEADA C/UIDAD DE DISPARO TERMOMAGNETICAS 240 Va

CA 3125-3225 125,150,175,200,225 10ED 2125-2225 125,150,175,200,225 65ED 3125-2225 125,150,175,200,225 65DK 3250-3400 250,300,350,400 65EHD 1015-1060L 15,20,30,40,50,60 14EHD 1070-1100L 70,90,100 14

INTERRUPTORES SERIE UNIRVERSAL C/UNIDAD DE DISPARO TERMOMAGNETICAGI 1615-1060 15,20,30,40,50,60 18 14GI 1070-1100 70,90,100 18 14GI 1125 125 18 14GI 2015-2050 15,20,30,40,50,60 25 14GI 2070-2100 70,90,100 25 14GI 2125 125 25 14GI 3015-3060 15,20,30,40,50,60 25 14GI 3070-3100 70,90,100 25 14GI 3125 125 25 14FI 2015L-2060L 15,20,30,40,50,60 25 14FI 2070L-2100L 70,90,100 25 14FI 2125L-2150L 125,150 25 14FI 2175L-2225L 175,200,225 25 14FI 3015L-396OL 15,20,30,40,50,60 25 14FI 3070L-3100L 70,90,100 25 14FI 3125L-3150L 125,150 25 14FI 3175L-3225L 175,200,225 25 14JI 3250 250 35 20KI 3300-3400 300,350,400 35 20

LI 3500-3600 500,600 35 20

LI3700W-3800W 700,800 42 30

INDICE

INTRODUCCIÓN. . . . . . . . . .

INTERRUPTORES ELECTRICOS. . . . . . .

MATERIALES. . . . . . . . . .

CLASIFICACIÓN DE INTERRUPTORES. . . . . . .

Actuantes. . . . . . . . . . Pulsadores. . . . . . . . . . Cantidad de polos. . . . . . . . . Cantidad de vías (tiros). . . . . . . . Combinaciones. . . . . . . . .

TIPOS DE INTERRUPTORES ELÉCTRICOS. . . . . .

Interruptores Termomagnéticos. . . . . .Funcionamiento. . . . . . . . . .

Interruptores Térmicos. . . . . . . .Clasificación. . . . . . . . . .

Interruptor Diferencial. . . . . . . .Especificaciones Generales. . . . . . . .Marcado. . . . . . . . . . .

Breaker. . . . . . . . . .Características. . . . . . . . . .Funcionamiento: . . . . . . . . .

Dispositivo térmico. . . . . . . . Dispositivo Magnético. . . . . . . .

CARACTERISTICAS E INSTALACIONES GRAFICAS. . . . .

SIMBOLOGÍA DE INTERRUPTORES. . . . . . .

INTERRUPTORES INDUSTRIALES. . . . . . .

CONCLUSIÓN. . . . . . . . . .